本申请进行金属(Ni、Cu、Pd)纳米管和BN纳米管在碱性电解质溶液中的电化学行为研究,探索其表面电催化性能、电容性能以及氢吸附、扩散和储存的机理;对金属纳米管和BN纳米管与储氢合金复合方式进行优化设计,研究复合材料中储氢合金与纳米管的界面特征,特别是氢在纳米管和储氢合金间的相互转化、储存机制和电化学储氢的协同效应。对金属纳米管与储氢合金的复合储氢电极材料重点进行高倍率放电性能研究,对BN纳米管与储氢合金的复合储氢电极材料重点进行高容量性能研究。这将有利促进今后高容量和高功率输出的镍氢电池的研制与开发,具有重要的科学意义和潜在的应用前景。
该项目涉及BN纳米管及其金属镍纳米颗粒与储氢合金构筑的复合储氢材料制备与电化学储氢性能研究,复合储氢材料中储氢合金主要为稀土-镁基储氢合金。研究成果主要体现在 1)基于镁基合金的特点及其电化学储氢的最新发展趋势,重点探索金属镍纳米颗粒嵌入稀土-镁基合金的非晶基质中,从而降低了复合材料的氢化物稳定性和提高其氢扩散能力,实现了复合材料的电化学储氢功能,并详细地探索了该复合材料的电化学储氢相关机制,包括稀土-镁合金种类、氧化物外部添加、金属内部替代的影响等,这为发展新型高容量储氢电极材料提供了新思路。 2)研究了利用储氢合金作为催化前驱材料,有效合成出BN纳米管。在国内外率先开展了BN纳米管的电化学储氢,研究发现氢的吸、脱附显著影响其储氢性能,为新型无机纳米管材料的电化学储氢机制研究奠定了一定理论基础。 3)研究成果发表和接受发表论文8篇,主要发表在Chem. Mater., J. Phys. Chem. B, Carbon, Electrochem. Solid-State Lett., Electrochim. Acta,和 J. Alloys Compd.等上,申请发明专利2项